Lipaz Enzimi: Yapısal Özellikleri ve Uygulama Alanları ( Araş. Gör. Banu ÖZTÜRK )
LİPAZ ENZİMİ: Yapısal Özellikleri ve Uygulama Alanları
Ticari enzimlere özellikle de mikrobiyal kaynaklı olan enzimlere olan ilgi pek çok alanda kullanıma sahip olmalarından dolayı gün geçtikçe artmaktadır. Enzimler tarafından katalizlenen reaksiyonlar kimyasal metotlara göre daha ucuz ve de daha basittir. Enzimler başta gıda, eczacılık, deterjan, tekstil ve kozmetik olmak üzere pek çok sanayi dalında yaygın olarak kullanılmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri’nin 1995 yılındaki yaklaşık ticari enzim satış hacmi 1 milyon dolar olmakla birlikte bu rakamın 2005 yılına kadar ikiye katlanması beklenmektedir. Bu enzimlerin en az %75’lik kısmını hidrolazlar oluşturmaktadır ve bunların da %90’ı mikroorganizmalardan fermantasyon yolu ile üretilmektedir. Son on yılda mikrobiyal kaynaklı lipazın biyokatalitik potansiyelinin anlaşılmasından sonra, bu enzim de sanayide yaygın olarak kullanılmaya başlanmış ve böylece toplam satış hacminde üçüncü sırada yer almıştır (Jaeger ve arkadaşları, 1997). Lipazlar (EC.3.1.1.3, triaçilgliserol açil hidrolaz) hayvansal ve bitkisel yağların normal koşullar altında tersinir hidrolizini katalizleyen enzimlerdir. Bunun dışında esterifikasyon, transesterifikasyon gibi reaksiyonları da katalizlemektedir. Bu enzim dünya çapındaki enzim satışlarının sadece %4’lük kısmına sahiptir (Paiva ve arkadaşları, 2000; Balcao ve Malcata, 1998). Burada lipazların ekonomik açıdan değerinin anlaşılamadığı bariz bir şekilde görülmektedir ve bu çalışmaların sanayiye yansıması için belirli bir süre gerekmektedir. Ayrıca enzimin maliyeti yüksektir. Enzimlerin sanayide kullanımının yaygınlaşmasını engelleyen en önemli nedenler ise düşük dayanım, aktivite ve seçicilikleridir. Bu sebeple, son yıllarda, lipazların hidroliz ve sentez reaksiyonlarındaki katalitik özelliklerinin geliştirilmesi için bazı kimyasal ve fiziksel işlemlere tabi tutulması gündeme gelmiştir. Buna ilave olarak moleküler biyoloji yolu ile enzimin maliyeti de düşürülebilir. Böylece de genetik özellikleri geliştirilmiş olan lipazın büyük miktarlarda üretimi sağlanabilir (Villeneuve ve arkadaşları, 2000).
Lipazlar hayvansal, bitkisel ve doğal veya genetik olarak iyileştirilmiş mikroorganizmalardan elde edilebilir. Bunların arasından, kolay üretilmesi ve pek çok hidrolitik ve sentetik reaksiyonu katalizlemesinden dolayı en fazla kullanım bulan ise mikrobiyal kaynaklı lipazlardır. Lipaz tarafından katalizlenmiş olan reaksiyonlar doğal metabolik reaksiyonlara benzemesinden dolayı kimyasal reaksiyonlara oranla daha çevre dostu olarak tanımlanırlar. Düşük aktivasyon enerjileri sebebiyle lipazın katalizlediği reaksiyonlar daha düşük sıcaklık ve notral pH gerektirir, enerji gereksinimi düşüktür ve de ürün ve substratlara karşı aktiviteleri çok yüksektir ve bu aktivite özellikle de substrat (yağ)-su ara yüzeyinde en yüksek seviyeye çıkmaktadır. Bu kavram ara yüzey aktivasyonu olarak tanımlanabilir. Bu sebeple, en yüksek aktivitelere, substrat için yüksek yüzey alanına ulaşıldığı emülsiyon sistemlerinde ulaşılmaktadır.
LİPAZLARIN SINIFLANDIRILMASI
Enzimleri kimyasal reaksiyonlardan ayıran en önemli özellikleri seçicilikleridir. Lipazın seçicilik özelliği ise enzimin moleküler özellikleri, substratın yapısı ve enzimin substrata bağlanmasını etkileyen faktörler tarafından kontrol edilir. Lipazların yağ asidi seçiciliği, tıbbi gıdalar için yağ üretimi ve yağın besin değerini arttırmak için yağ asitleri ile zenginleştirmek için kullanılmak- tadır. Lipaz spesifikliği üç temel grupta toplanır; pozisyon, substrat ve stereo seçicilik.
…
